تسوية React: تحسين DOM الافتراضي للأداء

أحدثت React ثورة في تطوير الواجهة الأمامية من خلال بنيتها القائمة على المكونات ونموذج البرمجة التصريحية. يقع في صميم كفاءة React هو استخدامها لـ DOM الافتراضي وعملية تسمى التسوية. تقدم هذه المقالة استكشافًا شاملاً لخوارزمية تسوية React، وتحسينات DOM الافتراضية، والتقنيات العملية لضمان أن تطبيقات React الخاصة بك سريعة وسريعة الاستجابة لجمهور عالمي.

فهم DOM الافتراضي

DOM الافتراضي هو تمثيل في الذاكرة لـ DOM الفعلي. فكر فيه على أنه نسخة خفيفة الوزن من واجهة المستخدم التي تحتفظ بها React. بدلاً من التلاعب المباشر بـ DOM الحقيقي (وهو أمر بطيء ومكلف)، تتلاعب React بـ DOM الافتراضي. يسمح هذا التجريد لـ React بتجميع التغييرات وتطبيقها بكفاءة.

لماذا تستخدم DOM افتراضي؟

• الأداء: يمكن أن يكون التلاعب المباشر بـ DOM الحقيقي بطيئًا. يسمح DOM الافتراضي لـ React بتقليل هذه العمليات عن طريق تحديث أجزاء DOM التي تغيرت بالفعل فقط.
• التوافق عبر الأنظمة الأساسية: يعمل DOM الافتراضي على تجريد النظام الأساسي الأساسي، مما يسهل تطوير تطبيقات React التي يمكن تشغيلها على متصفحات وأجهزة مختلفة باستمرار.
• تطوير مبسط: يبسط نهج React التصريحي التطوير من خلال السماح للمطورين بالتركيز على الحالة المطلوبة لواجهة المستخدم بدلاً من الخطوات المحددة المطلوبة لتحديثها.

شرح عملية التسوية

التسوية هي الخوارزمية التي تستخدمها React لتحديث DOM الحقيقي بناءً على التغييرات التي تطرأ على DOM الافتراضي. عندما تتغير حالة أو خصائص أحد المكونات، تنشئ React شجرة DOM افتراضية جديدة. ثم تقارن هذه الشجرة الجديدة بالشجرة السابقة لتحديد الحد الأدنى من التغييرات المطلوبة لتحديث DOM الحقيقي. هذه العملية أكثر كفاءة بشكل ملحوظ من إعادة عرض DOM بأكمله.

الخطوات الرئيسية في التسوية:

1. تحديثات المكونات: عندما تتغير حالة أحد المكونات، تؤدي React إلى إعادة عرض هذا المكون وأطفاله.
2. مقارنة DOM الافتراضية: تقارن React شجرة DOM الافتراضية الجديدة بشجرة DOM الافتراضية السابقة.
3. خوارزمية Diffing: تستخدم React خوارزمية Diffing لتحديد الاختلافات بين الشجرتين. تحتوي هذه الخوارزمية على تعقيدات واستدلالات لجعل العملية فعالة قدر الإمكان.
4. تصحيح DOM: بناءً على الفرق، تقوم React بتحديث الأجزاء الضرورية فقط من DOM الحقيقي.

استدلالات خوارزمية Diffing

تستخدم خوارزمية Diffing في React بعض الافتراضات الرئيسية لتحسين عملية التسوية:

• سوف تنتج عنصران من أنواع مختلفة أشجارًا مختلفة: إذا تغير نوع العنصر الجذر للمكون (على سبيل المثال، من <div> إلى <span>)، فستقوم React بإلغاء تحميل الشجرة القديمة وتحميل الشجرة الجديدة بالكامل.
• يمكن للمطور أن يشير إلى عناصر الأطفال التي قد تكون مستقرة عبر عمليات العرض المختلفة: باستخدام الخاصية key، يمكن للمطورين مساعدة React في تحديد عناصر الأطفال التي تتوافق مع نفس البيانات الأساسية. هذا أمر بالغ الأهمية لتحديث القوائم والمحتوى الديناميكي الآخر بكفاءة.

تحسين التسوية: أفضل الممارسات

في حين أن عملية التسوية في React فعالة بطبيعتها، هناك العديد من التقنيات التي يمكن للمطورين استخدامها لتحسين الأداء بشكل أكبر وضمان تجارب مستخدم سلسة، خاصة للمستخدمين الذين لديهم اتصالات إنترنت أو أجهزة أبطأ في أجزاء مختلفة من العالم.

1. استخدام المفاتيح بفعالية

تعد الخاصية key ضرورية عند عرض قوائم العناصر بشكل ديناميكي. يوفر لـ React معرفًا مستقرًا لكل عنصر، مما يسمح له بتحديث العناصر أو إعادة ترتيبها أو إزالتها بكفاءة دون إعادة عرض القائمة بأكملها بشكل غير ضروري. بدون مفاتيح، ستضطر React إلى إعادة عرض جميع عناصر القائمة عند أي تغيير، مما يؤثر بشدة على الأداء.

مثال:

ضع في اعتبارك قائمة بالمستخدمين التي تم جلبها من واجهة برمجة التطبيقات:

            const UserList = ({ users }) => {
  return (
    <ul>
      {users.map(user => (
        <li key={user.id}>{user.name}</li>
      ))}
    </ul>
  );
};

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، يتم استخدام user.id كمفتاح. من الضروري استخدام معرف مستقر وفريد. تجنب استخدام فهرس المصفوفة كمفتاح، حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى مشكلات في الأداء عند إعادة ترتيب القائمة.

2. منع عمليات إعادة العرض غير الضرورية باستخدام React.memo

React.memo هو مكون ذو ترتيب أعلى يقوم بحفظ المكونات الوظيفية. يمنع المكون من إعادة العرض إذا لم تتغير خصائصه. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين الأداء بشكل كبير، خاصة بالنسبة للمكونات النقية التي يتم عرضها بشكل متكرر.

مثال:

            import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(({ data }) => {
  console.log('MyComponent rendered');
  return <div>{data}</div>;
});

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، لن تتم إعادة عرض MyComponent إلا إذا تغيرت الخاصية data. هذا مفيد بشكل خاص عند تمرير كائنات معقدة كخصائص. ومع ذلك، انتبه إلى العبء الزائد للمقارنة الضحلة التي تجريها React.memo. إذا كانت مقارنة الخاصية أكثر تكلفة من إعادة عرض المكون، فقد لا تكون مفيدة.

3. استخدام خطافات useCallback و useMemo

تعد الخطافات useCallback و useMemo ضرورية لتحسين الأداء عند تمرير الوظائف والكائنات المعقدة كخصائص للمكونات التابعة. تعمل هذه الخطافات على حفظ الوظيفة أو القيمة، مما يمنع عمليات إعادة العرض غير الضرورية للمكونات التابعة.

مثال useCallback:

            import React, { useCallback } from 'react';

const ParentComponent = () => {
  const handleClick = useCallback(() => {
    console.log('Button clicked');
  }, []);

  return <ChildComponent onClick={handleClick} />;
};

const ChildComponent = React.memo(({ onClick }) => {
  console.log('ChildComponent rendered');
  return <button onClick={onClick}>Click me</button>;
});

export default ParentComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، تقوم useCallback بحفظ دالة handleClick. بدون useCallback، سيتم إنشاء دالة جديدة في كل مرة يتم فيها عرض ParentComponent، مما يتسبب في إعادة عرض ChildComponent حتى لو لم تتغير خصائصه منطقيًا.

مثال useMemo:

            import React, { useMemo } from 'react';

const ParentComponent = ({ data }) => {
  const processedData = useMemo(() => {
    // Perform expensive data processing
    return data.map(item => item * 2);
  }, [data]);

  return <ChildComponent data={processedData} />;
};

export default ParentComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، تقوم useMemo بحفظ نتيجة معالجة البيانات المكلفة. ستتم إعادة حساب قيمة processedData فقط عند تغيير الخاصية data.

4. تنفيذ ShouldComponentUpdate (لأجل مكونات الفئة)

بالنسبة لمكونات الفئة، يمكنك استخدام طريقة دورة الحياة shouldComponentUpdate للتحكم في متى يجب إعادة عرض المكون. تسمح لك هذه الطريقة بمقارنة الخصائص والحالة الحالية والتالية يدويًا، وإرجاع true إذا كان يجب تحديث المكون، أو false بخلاف ذلك.

مثال:

            import React from 'react';

class MyComponent extends React.Component {
  shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    // Compare props and state to determine if an update is needed
    if (nextProps.data !== this.props.data) {
      return true;
    }
    return false;
  }

  render() {
    console.log('MyComponent rendered');
    return <div>{this.props.data}</div>;
  }
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

ومع ذلك، يوصى بشكل عام باستخدام المكونات الوظيفية مع الخطافات (React.memo، useCallback، useMemo) لتحسين الأداء وقابلية القراءة.

5. تجنب تعريفات الوظائف المضمنة في Render

يؤدي تعريف الوظائف مباشرةً داخل طريقة العرض إلى إنشاء مثيل دالة جديد في كل عملية عرض. يمكن أن يؤدي هذا إلى عمليات إعادة عرض غير ضرورية للمكونات التابعة، حيث سيتم دائمًا اعتبار الخصائص مختلفة.

ممارسة سيئة:

            const MyComponent = () => {
  return <button onClick={() => console.log('Clicked')}>Click me</button>;
};

            

              
                Copy
              
            
          

ممارسة جيدة:

            import React, { useCallback } from 'react';

const MyComponent = () => {
  const handleClick = useCallback(() => {
    console.log('Clicked');
  }, []);

  return <button onClick={handleClick}>Click me</button>;
};

            

              
                Copy
              
            
          

6. تجميع تحديثات الحالة

تجمع React تحديثات الحالة المتعددة في دورة عرض واحدة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين الأداء عن طريق تقليل عدد تحديثات DOM. ومع ذلك، في بعض الحالات، قد تحتاج إلى تجميع تحديثات الحالة بشكل صريح باستخدام ReactDOM.flushSync (استخدم بحذر، حيث يمكن أن يبطل هذا فوائد التجميع في سيناريوهات معينة).

7. استخدام هياكل بيانات غير قابلة للتغيير

يمكن أن يؤدي استخدام هياكل بيانات غير قابلة للتغيير إلى تبسيط عملية اكتشاف التغييرات في الخصائص والحالة. تضمن هياكل البيانات غير القابلة للتغيير أن التغييرات تنشئ كائنات جديدة بدلاً من تعديل الكائنات الموجودة. هذا يسهل مقارنة الكائنات بحثًا عن التكافؤ ومنع عمليات إعادة العرض غير الضرورية.

يمكن أن تساعدك مكتبات مثل Immutable.js أو Immer في العمل مع هياكل بيانات غير قابلة للتغيير بشكل فعال.

8. تقسيم الكود

تقسيم الكود هو أسلوب يتضمن تقسيم تطبيقك إلى أجزاء أصغر يمكن تحميلها عند الطلب. يقلل هذا من وقت التحميل الأولي ويحسن الأداء العام لتطبيقك، خاصة للمستخدمين الذين يعانون من اتصالات شبكة بطيئة، بغض النظر عن موقعهم الجغرافي. يوفر React دعمًا مضمنًا لتقسيم التعليمات البرمجية باستخدام مكونات React.lazy و Suspense.

مثال:

            import React, { Suspense } from 'react';

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

const App = () => {
  return (
    <Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
      <MyComponent />
    </Suspense>
  );
};

            

              
                Copy
              
            
          

9. تحسين الصور

يعد تحسين الصور أمرًا بالغ الأهمية لتحسين أداء أي تطبيق ويب. يمكن أن تؤدي الصور الكبيرة إلى زيادة أوقات التحميل بشكل كبير واستهلاك نطاق ترددي مفرط، خاصة بالنسبة للمستخدمين في المناطق ذات البنية التحتية للإنترنت المحدودة. فيما يلي بعض تقنيات تحسين الصور:

• ضغط الصور: استخدم أدوات مثل TinyPNG أو ImageOptim لضغط الصور دون التضحية بالجودة.
• استخدم التنسيق الصحيح: اختر تنسيق الصورة المناسب بناءً على محتوى الصورة. يعتبر JPEG مناسبًا للصور الفوتوغرافية، بينما يعتبر PNG أفضل للرسومات ذات الشفافية. يوفر WebP ضغطًا وجودة فائقتين مقارنة بـ JPEG و PNG.
• استخدام الصور سريعة الاستجابة: قم بتقديم أحجام صور مختلفة بناءً على حجم شاشة المستخدم وجهازه. يمكن استخدام العنصر <picture> والسمة srcset للعنصر <img> لتنفيذ الصور سريعة الاستجابة.
• الصور التي يتم تحميلها بشكل كسول: قم بتحميل الصور فقط عندما تكون مرئية في طريقة العرض. يقلل هذا من وقت التحميل الأولي ويحسن الأداء المتصور للتطبيق. يمكن أن تبسط المكتبات مثل react-lazyload تنفيذ التحميل الكسول.

10. العرض من جانب الخادم (SSR)

يتضمن العرض من جانب الخادم (SSR) عرض تطبيق React على الخادم وإرسال HTML الذي تم إعداده مسبقًا إلى العميل. يمكن أن يؤدي هذا إلى تحسين وقت التحميل الأولي وتحسين محركات البحث (SEO)، وهو أمر مفيد بشكل خاص للوصول إلى جمهور عالمي أوسع.

توفر أطر العمل مثل Next.js و Gatsby دعمًا مدمجًا لـ SSR وتجعل من السهل التنفيذ.

11. استراتيجيات التخزين المؤقت

يمكن أن يؤدي تنفيذ استراتيجيات التخزين المؤقت إلى تحسين أداء تطبيقات React بشكل كبير عن طريق تقليل عدد الطلبات إلى الخادم. يمكن تنفيذ التخزين المؤقت على مستويات مختلفة، بما في ذلك:

• التخزين المؤقت للمتصفح: قم بتكوين رؤوس HTTP لإرشاد المتصفح إلى تخزين الأصول الثابتة مثل الصور وملفات CSS و JavaScript مؤقتًا.
• التخزين المؤقت للعامل الخدمي: استخدم عمال الخدمة لتخزين استجابات واجهة برمجة التطبيقات والبيانات الديناميكية الأخرى مؤقتًا.
• التخزين المؤقت من جانب الخادم: قم بتنفيذ آليات التخزين المؤقت على الخادم لتقليل الحمل على قاعدة البيانات وتحسين أوقات الاستجابة.

12. المراقبة والتنميط

يمكن أن تساعدك مراقبة وتنميط تطبيق React الخاص بك بانتظام في تحديد عنق الزجاجة في الأداء ومجالات التحسين. استخدم أدوات مثل React Profiler و Chrome DevTools و Lighthouse لتحليل أداء تطبيقك وتحديد المكونات البطيئة أو التعليمات البرمجية غير الفعالة.

الخلاصة

توفر عملية تسوية React و DOM الافتراضي أساسًا قويًا لبناء تطبيقات ويب عالية الأداء. من خلال فهم الآليات الأساسية وتطبيق تقنيات التحسين الموضحة في هذه المقالة، يمكن للمطورين إنشاء تطبيقات React سريعة وسريعة الاستجابة وتقديم تجربة مستخدم رائعة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. تذكر أن تقوم باستمرار بتوصيف ومراقبة تطبيقك لتحديد مجالات التحسين والتأكد من أنه يستمر في الأداء على النحو الأمثل مع تطوره.